卷煙主流煙氣有害成分釋放量對貯絲時間的響應

高 珂，熊黨安

（1.北京市煙草質量監督檢測站，北京100029；2.江蘇中煙工業有限責任公司南京卷煙廠，江蘇南京210019）

卷煙生產主要包括制絲、卷接、包裝等步驟，其中制絲作為煙葉卷制前最后一道生產工序，對卷煙品質有重要影響[1]。近年來，對制絲工序的研究多集中在改變工藝參數來探明其對卷煙主流煙氣成分的影響[2-7]，或其對煙葉化學成分、致香成分及感官質量的影響[8-9]，以尋找合適途徑協調卷煙香吃味，降低危害性。這些參數主要包括梗絲摻配比例、松散回潮熱風溫度、切絲寬度、真空回潮參數、HT工作蒸汽流量、烘絲熱風溫度、排潮風門開度、筒體轉速等。貯絲作為制絲工藝流程最后一個環節，其工序效果直接影響著卷制時煙支質量。目前對于貯絲工序的研究重點多放在煙葉的檢測，如簡輝等[10]研究了貯葉時間對2個牌號卷煙煙絲部分化學成分、重要致香物質及感官質量的影響，魏杰等[11-12]研究了貯葉環境對煙絲化學成分的影響及潤葉貯葉期間煙絲化學成分的動態變化，但針對貯絲工序對煙支主流煙氣成分釋放量的影響則研究較少。

本研究通過設置不同貯絲時間，檢測卷煙主流煙氣常規成分及7項有害成分[13]的變化，以達到降低卷煙危害性、提升卷煙工藝質量的目的。

1 材料和方法

1.1 試驗材料和儀器

以正常生產的焦油量8 mg的A牌號和焦油量10 mg的B牌號卷煙煙絲作為研究對象。主要儀器設備有：90T30C型貯絲柜（秦皇島煙草機械有限責任公司）、SM450直線型吸煙機（配有CO測定儀）、劍橋濾片、AAS 305 D連續流動分析儀（美國路易公司）、高效液相色譜儀、7890-5975 MSD氣質聯用儀（美國 Agilent）。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計 在同一葉組配方煙絲摻配加香工段后，每隔10 min取樣10 kg，共取樣6次，混合均勻后平分為3等份，同時放入貯絲柜后開始計時，分別于4，24，48 h后取出，按照各自牌號標準及輔材進行卷制。合格煙支在（22±1）℃、相對濕度60%±2%條件下平衡48 h后，進行煙氣分析檢測。

1.2.2 檢測及計算方法 采用國標及煙草行業標準，進行卷煙煙氣中CO、總粒相物、NH3、焦油、HCN、煙堿、NNK、苯酚、B[a]P、巴豆醛的檢測，具體方法參照文獻[14-22]進行。

根據文獻[13]，得煙氣危害性指數計算公式如下。

式中，H表示煙氣危害性指數；C表示各項有害成分煙氣實測值，R表示各項有害成分參考值。CO，HCN，NNK，NH3，B[a]P，苯酚和巴豆醛釋放量參考值分別取 14.20 mg/支、146.30 μg/支、5.50 ng/支、8.10μg/支、10.90ng/支、17.40μg/支和18.60μg/支[23]。

1.3 數據分析

通過Microsoft Excel 2013，SPSS 21.0軟件進行數據處理。采用單因子方差分析，分析方法為Duncan，顯著性水平為0.05。

2 結果與分析

2.1 貯絲時間對卷煙煙氣常規成分的影響

對不同牌號不同貯絲時間主流煙氣常規成分進行方差分析，如表1所示。從表1可以看出，隨貯絲時間延長，A牌號總粒相物含量逐漸降低，B牌號先增后減，但差異皆不顯著；焦油含量中，A，B牌號皆呈先降后升趨勢，但差異不顯著；2個牌號在煙堿含量上變化不大，且差異不顯著。另外，A牌號總粒相物、焦油含量整體低于B牌號，煙堿含量二者差異不大。

表1 不同貯絲時間對主流煙氣常規成分的影響

2.2 貯絲時間對卷煙煙氣中7項有害成分釋放量的影響

對謝建平院士提出的7項有害成分[13]進行了檢測分析，結果如表2所示。隨貯絲時間的延長，A，B牌號煙氣中CO皆先增后減。NH3逐漸降低，但在A牌號中貯絲24，48 h，NH3含量均顯著低于貯絲4 h，在B牌號中NH3含量減少不顯著。苯酚釋放量在A，B牌號中規律相似，皆呈“V”形趨勢，但B牌號中在貯絲48 h苯酚釋放量顯著升高，而A牌號則不顯著。B[a]P釋放量以貯絲4 h最高，隨時間延長，A牌號以貯絲48 h最低，B牌號則以貯絲24 h最低。分析NNK含量可看出，貯絲時間24 h后NNK含量降低，但在貯絲24 h前，2個牌號煙絲中NNK含量變化不一致，A牌號增加，B牌號降解。HCN隨時間變化亦呈“V”形規律變化，不過2個牌號變化皆不顯著。而巴豆醛含量在每個貯絲時間段皆顯著降低。

在7項有害成分中，NH3、巴豆醛釋放量隨貯絲時間增大而降低，CO、苯酚、HCN呈先升后降或先降后升趨勢，B[a]P，NNK變化不明顯。卷煙危害性指數表明，隨貯絲時間增加，卷煙煙氣中危害性逐漸降低，A牌號每個時間段在5%水平上降低顯著，B牌號在貯絲4～24 h降低顯著，但24～48 h降低程度未達5%顯著水平。

2.3 主流煙氣與7項有害成分相關性分析

對2個牌號卷煙煙氣成分進行相關性分析，結果如表3，4所示。由表3可知，A牌號中，總粒相物與焦油相關系數高達0.85，達到極顯著水平。總粒相物、焦油與煙堿含量呈正相關，但不顯著。焦油含量與NH3、苯酚、B[a]P和HCN有較高的正相關關系，相關系數分別達到 0.76，0.67，0.59，0.78，且焦油含量與NH3，HCN相關系數在1%水平顯著。值得注意的是，卷煙危害性指數與NH3，B[a]P，巴豆醛相關性較高，為0.75以上。

表3 A牌號卷煙主流煙氣成分相關性分析

表4 B牌號卷煙主流煙氣成分相關性分析

由表4可知，B牌號卷煙煙氣分析中，總粒相物與焦油含量的相關性仍舊很高，達到0.77，差異極顯著，二者與煙堿相關性在0.75以下。B牌號焦油含量與 CO，NH3，B[a]P，HCN相關性稍大，與 HCN相關系數達到極顯著水平。另外，卷煙危害性指數與NH3、巴豆醛相關性較高，達到0.85，并達到極顯著水平。

3 結論與討論

在摻配加香工序后，煙絲在恒溫恒濕環境下貯存一定時間，不僅能夠平衡煙絲水分和溫度，還能夠充分吸收香精香料并進一步醇化，使煙絲內部化學成分更為協調。本次研究中，貯絲時間不同，2種牌號總粒相物、焦油、煙堿含量差異不大，表明貯絲時間對卷煙主流煙氣常規成分影響不大。隨著貯絲時間延長，NH3、巴豆醛逐漸降解，其余5項有害成分在煙絲內部同樣進行轉化，使得卷煙危害性逐漸降低。煙氣成分相關性分析表明，總粒相物與焦油含量較為相關，2個牌號中焦油含量與NH3，B[a]P，HCN皆有較強相關性，而卷煙危害性主要與NH3、巴豆醛相關。可以看出，煙氣NH3含量是連接焦油含量和卷煙危害性指數的紐帶，降低卷煙焦油含量時，NH3含量可能隨之降低，則卷煙危害性程度相應降低。因此，減少NH3含量可為“降焦減害”提供一定思路。